物理学中常用研究方法

物理学是一门理论性与实践性都很强的综合学科，随着新课标准的实施会有许多新的问题出现，需要去探讨研究，因此，物理教师不仅要掌握新的教育理念新念，新的课程内容，还要掌握不同的物理研究方法。观察法、建立模型法、转换法、效替代法、控制变量法、比较法、类比法、理想实验法等是物理学中常用的研究方法。

观察法：是人们为了认识事物的本质和规律，有目的、有计划地对事物进行考察的一种方法，是人们收集获取记载和描述感性材料的常用方法之一，是最基本最直接的研究方法。简单的讲观察法就是看仔细地看，科学观察，它和一般的看不同，是人的眼睛在大脑的指导下进行的有意识的组织的感知活动。

实例：在学习声音的产生时可让学生观察小纸片在扬声器中的运动状态，观察正在发声的音叉插入水中激起水花，观察蟋蟀知了呜叫是的情况，就会发现发出声音的物体都在振动；除此之外还有光的反射规律；光的折射规律；凸透镜成像；滑动摩察力与哪些因素有关水的沸腾……

模型法：建立模型法是一种高度抽象的理想客体和形态用物理模型，用物理模型可以使抽象的假说理论加以形象化，便于想象和思考研究问题。物理学的发展过程可以说就是一个不断建立物理模型和用新的物理模型代替旧的或不完善的物理模型的过程。

实例：研究光现象时用到光线模型；的示意图或力的图示是实际物体和作用力的模型；研究肉眼观察不到的原子结构时，建立原子核式结构模型；研究磁现象是用到磁感线模型；力电路图是实物电路的模型；研究发电机的原理和工作过程用挂图及手摇发电机模型；研究内燃机结构和工作原理用挂图及汽油机柴油模型……

转换法：物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。初中物理在研究概念规律和实验中多处应用了这种方法。

实例：影子的形成可以证明光沿直线传播；月食现象可证明月亮不是光源；马德堡半球实验可证明大气压的存在；雾的出现可以证明空气中含有水蒸气；奥斯特实验可证明电流周围存在着磁场；指南针指南北可证明地磁场的存在；扩散现象可证明分子做无规则运动；铅块实验可证明分子间存在着引力……”

等效替代法：所谓等效替代法是在保证效果相同的前提下，将陌生复杂的问题变换成熟悉简单的模型进行分析和研究的思维方法，它在物理学中有着广泛的应用。

实例：在研究同一直线上的二力的关系时引入合力的概念也是运用了等效替代法；在电路分析中可以把不易分析的复杂电路简化成为较为简单的等效电路；研究串联并联电路关系时引入总电阻（等效电阻）的概念……

控制变量法：是指讨论多个物理量的关系时通过控制其几个物理不变，只改变其中一个物理量从而转化为多个单一物理量影响某一个物理量的问题的研究方法。这种方法在实验数据的表格上的反映为某两次试验只有一个条件不同，若两次试验结果不同则与该条件有关，否则无关。反之，若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关则应只使该因素不同，而其他因素均应相同。实例：在研究导体的电阻与导体那些因素有关时；在研究影响力的作用效果的因素；在研究导体的电阻跟哪些因素有关时；研究液体蒸发快慢的因素；研究液体内部压强；研究动能势能大小与哪些因素有关；研究琴弦发声的音调与弦粗细、松紧、长短的关系；研究物体吸收的热量与物质的种类质量温度的变化的关系；研究电流与电压电阻的关系；研究电功或电热与哪些因素有关；研究通电导体在磁场中受力与哪些因素有关；研究影响感应电流的方向的因素采用此法……

比较法：比较法是确定研究对象之间的差异点和共同点的思维过程和方法，各种物理现象和过程都可以通过比较确定它们的差异点和共同点。比较是抽象与概括的前提，通过比较可以建立物理概念总结物理规律。因此，比较法是物理现象研究中经常运用的最基本的方法。

比较法有三种类型：一、异中求同的比较。即比较两个或两个以上的对象而找出其相同点；二、同中求异的比较。即指比较两个或两个以上的对象而找出其相异点；三、同异综合比较，即比较两个或两个以上的对象的相同点相异点。

实例：汽车、轮船、火车飞机它们的发动机各不相同但都是把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能装置；而汽油机和柴油机虽然都是内燃机但是从它们的构造、吸入的气体、点火方式、使用范围等方面都有不同；再如蒸发与沸腾的比较两者的相同点都是汽化过程；不同点从发生时液体的温度、发生所在的部位及现象都不同。还可以用比较法来研究质量与体积的关系；重力与质量的关系；重力与压力；电功与电功率……

类比法：所谓类比就是“触类旁通”‘举一反三”实际上是一种从特殊到特殊，从一般到一般的推理，它是根据两个或两类对象之间在某些方面的相同或相似而推出他们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。从而可以帮助我们理解较复杂的实验和较难的物理知识。类比是一种推理方法，不同事物在属性、数学形式及其他量描述上有相同或相似的地方就可以来用类比推理。

实例：电压与水压；电流与水流；内能与机械能；原子结构与太阳系；水波与电磁波；通信与鸽子传递信件；功率概念与速度概念的形成类比是科学家最常运用的一种思维方法，由这种方法得出的结论虽然不一定可靠，但是，在逻辑中却富有创造性。

总之，物理学是一门理论性与实践性都很强的综合学科，各种方法合理利用于物理教学活动中，有利于培养学生各方面的能力，全面提高其综合素质。